Python程序设计实践 教案 实验0 Python环境配置

《Python程序设计实践教程》课程教案课题：Python环境配置教学目的：掌握Python开发环境的搭建与配置：通过详细讲解Python解释器的安装与配置过程，帮助学生掌握如何正确设置Python开发环境，确保能够顺利运行Python程序，为后续编程实践奠定基础。熟悉Python解释器的使用方法：介绍Python解释器的基本功能与使用技巧，使学生能够熟练使用解释器执行代码、调试程序并理解其运行机制。掌握第三方库的安装与配置方法：通过pip工具的使用，帮助学生掌握第三方库的安装、升级与管理方法，并能够解决安装过程中可能遇到的依赖问题，为后续编程实验提供支持。了解其他主流开发环境的安装与配置：简要介绍Anaconda、PyCharm、JupyterNotebook等主流开发工具的特点与安装方法，帮助学生根据需求选择合适的开发环境，提升编程效率。培养开发工具的使用能力与问题解决能力：通过实践操作，学生能够熟练使用Python开发环境及相关工具，并具备解决环境配置与工具使用中常见问题的能力。为后续编程实验与项目开发做好准备：通过本章的学习，学生能够搭建一个高效、稳定的Python开发环境，为后续编程实验、算法实现及项目开发提供技术支持与保障。课型：新授课课时：本章安排2个课时。教学重点：重点：1.了解Python开发环境的下载、安装、运行方法。2.熟悉并掌握Python开发环境IDLE的使用方法。3.熟悉第三方库的获取与安装方法。教学难点：难点：本章教学难点在于如何解决Python环境配置过程中可能出现的依赖冲突、路径配置问题以及第三方库的安装与兼容性问题。教学过程：教学形式：讲授课，教学组织采用课堂整体讲授和分组演示。教学媒体：采用启发式教学、案例教学等教学方法。教学手段采用多媒体课件、视频等媒体技术。板书设计：本课标题Python环境配置课次0.5授课方式理论课□讨论课□习题课□其他□课时安排2学分共2分授课对象普通高等院校学生任课教师教材及参考资料1.《Python程序设计实践教程》。2.本教材配套视频教程及学习检查等资源。3.与本课程相关的其他资源。教学基本内容教学方法及教学手段课程引入在当今信息技术飞速发展的时代，Python作为一门简洁、高效且功能强大的编程语言，已经成为计算机科学、数据分析、人工智能等领域的核心工具之一。本课程旨在通过系统的理论学习与实践操作，帮助学生掌握Python编程的基础知识与核心技能，培养计算思维与问题解决能力。课程内容涵盖Python环境配置、基本语法、典型算法、数据结构、程序调试与测试等多个方面，并结合实际案例与实验，引导学生从问题分析到算法设计，再到代码实现与优化，全面提升编程能力与实践经验。通过本课程的学习，学生不仅能够熟练运用Python解决实际问题，还能为后续深入学习计算机科学相关课程奠定坚实基础，为未来的技术发展与职业规划提供有力支持。让我们一起开启Python编程的学习之旅，探索计算世界的无限可能！参考以下形式：1.衔接导入2.悬念导入3.情景导入4.激疑导入5.演示导入6.实例导入7.其他形式实验0Python环境配置实验目的1.了解Python开发环境的下载、安装、运行方法。2.熟悉并掌握Python开发环境IDLE的使用方法。3.熟悉第三方库的获取与安装方法。二、知识要点1.Python 开发环境的建立过程（1）从 Python 官网下载适合操作系统的安装包，下载页面如图 0-1 所示。图 0-1下载页面请读者根据操作系统的版本（32 位或 64 位）选择正确的 Python 版本。（2）运行安装包，根据安装向导进行安装。在自定义安装界面中，勾选“Addpython.exetoPath”选项，将 Python 解释器的路径添加到系统路径中。（3）如果需要第三方库，可以在 cmd 命令行窗口中运行“pipinstall库名”命令，安装第三方库。（4）Python 的安装包自带命令行交互环境和 IDLE 集成开发环境，如果需要其他集成开发环境（如 PyCharm、Anaconda 等），可自行下载、安装。2.Python 解释器及其使用IDLE（IntegratedDevelopmentandLearningEnvironment）是 Python 的集成开发和学习环境，有两种使用模式，即交互模式和文件模式。（1）进入命令行窗口，输入“Python”，看到“>>>”提示符就说明处于交互模式，如图 0-2 所示。请在“>>>”提示符后输入以下语句，观察输出结果。>>>print("HelloWorld!")HelloWorld!>>>x="HelloWorld">>>print(x)HelloWorld>>>5*3+4/2-89.0（2）打开 IDLE 开发环境，依次选择“File”→“NewFile”选项，可以输入代码，也可以通过文件模式编写 Python 程序，如图 0-3 所示。在编辑框中输入代码，按下“F5”键，或在菜单中依次选择“Run”→“RunModule”选项，观察运行结果。提示：开发一个 Python 程序，一般包括启动 Python、新建文件、编写程序、保存程序、运行程序等步骤。3.第三方库的安装与配置包管理器是一种可以简化安装过程、高效管理依赖关系、进行版本控制的工具。pip 是管理 Python 第三方库的重要工具，它不仅可以查看已安装的 Python 第三方库列表，还可以安装、升级、卸载 Python 第三方库。常用的 pip 命令如表 0-1 所示。提示：（1）pip 命令需要在命令行窗口中运行，直接用“pipinstall库名”命令安装即可；（2）要搜索、下载相关的 whl 文件，在命令行窗口中切换到该文件的目录下，输入以下命令即可。pipinstallwhl 文件表 0-1常用的 pip 命令命令功能piplist列出已安装的第三方库及其版本pipinstall库名在线安装第三方库pipinstallwhl文件通过下载的文件离线安装第三方库pipinstall-rrequire.txt在线安装 require.txt 文件中的第三方库pipupgrade库名升级第三方库pipuninstall库名卸载第三方库4.其他主流开发环境的安装与配置（1）AnacondaAnaconda 是一款方便的 Python 包管理和环境管理软件，预装了许多常用的 Python 库，包括 numpy、pandas 等。同时，Anaconda 捆绑了两个好用的交互式代码编辑器 Spyder 和 JupyterNotebook。JupyterNotebook 是基于网页的用于交互计算的应用程序，可被应用于全过程计算、开发、编写文档、运行代码、展示结果等。Anaconda 的下载页面如图 0-4 所示。（2）PyCharmPyCharm 是一款功能强大的 Python 编辑器，具有集成单元测试、代码检测、集成版本控制、代码重构、突出显示等功能，同时具有跨平台性。PyCharm 有 Professional 和 Community 两个版本。Professional 表示专业版，需要付费使用；Community 表示社区版，可以免费使用，如图 0-5 所示。图 0-4Anaconda 的下载页面图 0-5PyCharm 的下载页面实例解析 【实例 0-1】用 Python 打个招呼（1）问题分析IDLE 是 Python 自带的集成开发环境，初学者可以利用它方便地创建、运行、测试、调试 Python 程序。（2）基本步骤①启动 PythonIDLE。②编辑程序，输入以下代码。name=input("请输入名字：")print(f"你好，{name}") #第一个 Python 程序，用 Python 打个招呼③运行程序。请输入名字：张三你好，张三（3）思考与讨论①Python 的内置函数 print()用于输出数据，本例中的 print(f"你好，{name}")表示输出双引号中的字符串并自动换行。②Python 中的字符串常量可以用双引号或单引号作为界定符。③在 Python 中，“#”表示单行注释，即当前行从“#”开始都是注释。注释被编译器及解释器视作空白，但读程序的人可以看到。因此，添加必要的注释可以增强程序的可读性。配对使用的三个双引号（"""）或三个单引号（'''）用作多行注释。④修改程序，输入以下代码，运行并分析结果。importrandomname=input("请输入你的名字：")print(f"你好，{name}")print("你今天的幸运随机数是：",random.choice(range(10)))【实例 0-2】求两个整数的和输入 2 个整数，输出它们的和。（1）输入格式在一行中输入加数，在另一行中输入被加数。（2）输出格式在下一行中输出和。（3）程序代码a=int(input())b=int(input())print(a+b)（4）思考与讨论①内置函数 input()用于输入一行数据并返回一个字符串，本例用 int()将数据转换为整型。②赋值运算符“=”用于把右侧的值赋给左侧的变量，从而创建该变量。③要在同一行中输入两个整数，需要对输入语句进行修改。请分析以下代码，比较输入方式的不同。a,b=input().split() #输入一个字符串并将其分割为两个字符串，分别赋值给变量 a、bc=int(a)+int(b) #把 a、b 转换为整数，相加并赋值给变量 cprint(c) #输出变量 c 的值字符串的成员函数 split()的功能是把字符串用空格分割为若干个字符串。④将第 1、2 行合并，语句如下。此行代码通过内置函数 map()把输入的数据转换为整型。a,b=map(int,input().split())【实例 0-3】按输入顺序输出信息输入学生的信息，包括学号、姓名、邮箱账号、年龄、身高等，然后按输入的顺序输出学生信息。（1）问题分析①用 input()语句接收输入的信息。②将这些信息依次用变量保存起来，即为变量赋值。③用 print()语句依次输出这些值。（2）基本步骤①启动 PythonIDLE。②输入以下代码。#依次输入学号、姓名、邮箱账号、年龄、身高#储存在对应的变量ID、name、email、age、height中ID=input("请输入你的学号：")name=input("请输入你的姓名：")email=input("请输入你的邮箱账号：")age=input("请输入你的年龄：")height=input("请输入你的身高：")#按照输入顺序输出信息print("你的学号是：",ID)print("你的姓名是：",name)print("你的邮箱账号是：",email)print("你的年龄是：",age)print("你的身高是：",height)③运行程序，输出结果。（3）思考与讨论若要在输出数据后加上单位（年龄为“岁”，身高为“米”），应如何修改输出语句？实验内容1.熟悉 Python 的开发环境 IDLE 的安装、配置、使用方法。2.启动 IDLE 中 Help 菜单下的 turtle 样例，研究自带的一些演示程序。clock 程序的运行结果如图 0-6 所示，forest 程序的运行结果如图 0-7 所示。图 0-6clock 程序的运行结果图 0-7forest 程序的运行结果3.输入、执行以下命令。>>>str="我爱北京天安门">>>str'我爱北京天安门'4.输出月份和年份。>>>importcalendar>>>cal=calendar.month(2023,3)>>>print(cal)>>>c=calendar.calendar(2023)>>>print(c)5.安装 jieba 库，输入下列命令，观察 jieba 库实现的功能。（1）进入命令行窗口。（2）运行“pipinstalljieba”命令，安装 jieba 库。（3）输入“Python”，在提示符“>>>”后输入下列命令，查看结果。>>>importjieba>>>text='本章实验要求：要求学生掌握 Python 语言开发环境的安装方法及第三方库的安装方法'>>>words=jieba.lcut(text)>>>print(words)['本章','实验','要求','：','要求','学生','掌握','Python','语言','开发','环境','的','安装','方法','及','第三方','库','的','安装','方法']6.自行学习，尝试安装其他 Python 集成开发环境，如